万有引力理论成就教学设计

1、万有引力理论的成就学情分析本节课是在学习了圆周运动与万有引力定律之后的一节知识应用与扩展的课。通过利用万有引力定律计算天体质量，体会它在科学史上产生的重大影响。本节教学要求理清两个思路：F万=G；F万=F向。万有引力定律的应用让人类对世界有了更多的认识，因此，在教学中应引导学生用万有引力定律对天体运动进行自主学习，采用启发探究式教学。通过本节的学习，重点要使学生体会科学定律对人类未知世界的作用，激起学生对科学探究的兴趣，培养热爱科学的情感。教学目标知识与技能1了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2会用万有引力定律计算天体的质量。3掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的基本方法

2、。过程与方法通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生理论联系实际的能力。情感、态度与价值观 利用万有引力定律可以发现求知天体，学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。教学重点1万有引力定律和圆周运动知识在天体运动中的应用2会用已知条件求中心天体的质量。教学难点1物理模型的建立2应用万有引力定律解决实际问题教法方法启发引导式教学过程教师活动学生活动设计意图引入课题1、复习：（各别提问调板）万有引力定律的内容、公式及其应用条件。2、引入：天体之间的作用力主要是万有引力，万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们要来学习万有引力在天文学上有哪些重要应用。学生写出

3、万有引力定律公式，并回答老师的提问。激发学生的兴趣引出如何计算天体质量新课学习问题探究展示问题探究1：设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R =6.4106m，引力常量G=6.6710-11 Nm2/kg2，试估算地球的质量。让两个学生板演推导，教师点评。提问：卡文迪许为什么能把自己的实验说成是“称量地球的重量”？教师指出：在研究天体的运动问题中，我们近似地把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动，万有引力提供天体作圆周运动的向心力。展示问题探究2：已知月球的轨道半径r和公转周期T，能求出地球的质量M吗？ 请写出表达式。 （个别调板）提问：这个公式中能求出月球的质量吗？怎样才

4、能求出月球的质量？（二）知识小结教师总结求解天体质量的两种基本思路：F万=G；F万=F向梳理总结应用天体运动的动力学方程万有引力充当向心力求的天体质量的几种表达式。（1）G（2）G=m2r（3）G=m（4）G=ma再加上根据天体表面万有引力等于重力得（5）共5个等式两种方法。（三）知识拓展天体密度的计算展示问题探究3： 试计算地球的平均密度。 引导学生根据两种计算质量的方法利用密度公式求解，得： =3g/4RG=3r3/GT2R3 提问：第二式中，当r=R时，代表什么含义？ =3/GT2引入近地卫星概念。（四）科学魅力万有引力定律的应用举例计算天体质量2、“鼻尖上的美谈”指导学生阅读课文，了解

5、天王星的发现过程。 3、哈雷彗星的“如期回归”（五）、随堂训练（2011福建高考)“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T，已知引力常量为G，则可估算月球的(半径为R的球体体积公式Veq f(4,3)R3)()A .密度 B质量C.半径 D自转周期学生活动：小组合作讨论，推导出地球质量的表达式学生思考并回答：因为一旦测出引力常量就能计算出地球的质量。学生板演：地球对月球的万有引力提供向心力。G 学生答：不能。这个方法只能求出中心天体的质量。要求出月球的质量可以研究环绕月球运动的卫星的圆周运动。如，嫦娥一号。 学生体

6、会两种方法，抄写记忆几个基本公式学生推演：两种方法计算天体密度=3g/4RG=3r3/GT2R3答：轨道半径与中心天体半径相等。通过阅读学习体会天王星的发现，以及对哈雷彗星回归的显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义，同时证明了万有引力定律的正确性。鼓励学生多角度思考问题，积极应用已学知识解决问题引导学生认识重力和万有引力的关系充分调动学生的自主学习性，激发学生对科学的热爱，思维扩展领略科学成就给人类的带来的重大贡献进一步理解万有引力定律的应用，以及数学方法的运用。（六）课堂小节1万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：（1）环绕体所需的向心力（2）地面（或某星球表面）的物体的重力=2了解万有引力定律在天文学中具有的重要意义。引导学生本节作总体归纳天体质量的“测量”，打破了称量质量的常规方法，利用科学理论进